Jorden, maten, havet och klimatet Framtidens jordbruk i Östsjöområdet Artur Granstedt Drainage Basin Biodynamiska Forskningsinstitutet arturgranstedt@jdb.se 48 farms, 20 partners in 8 countries
Looking after the sea border for 5 000 years ago, Skilleby farm 2006.
Ekologiska grundvillkor flödande energi, kretslopp och biologisk mångfald Fotosyntes Förbränning Ekosystemet jorden i balans
I The carbon increase in the atmosphere Global Carbon stores and exchange between them Billion of tons 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 Athmosphere Vegetation Soil 760 560 1 600 Fossil fuel 7 500 Surf./deep ocean 37000 Rock sediment 20 000 000 2008-10-01 10/1/2008 AG
Nu brinner jorden mer än vad grönskande åkrar och skog åter kan binda
Primitivt jordbruk rovdrift på vad naturen byggt upp Svedjejordbruk Eero Järnefelt 1863-1937
Approximately 20 % of the yearly increase of carbon dioxide in the atmosphere is due to deforestation and land degradation. The global humus capital is decreasing and green areas are getting smaller. (Source: Carbon Dioxide Information Analysis Centre, CDIAC, 2002)
Ytansamlingar av cyanobakterier kan ses, i satellitbilderna, som gulgröna, slingrande, områden på havsytan
Orsakar syrebrist och döda havsbottnar. Oxygen deficiency Source: Swedish Environmental Protection Agency. www.internat.naturvardsverket.se/documents/pollutants/overgod/eutro/havsyree.html
Kvävebelastningen från Östersjöländerna Total N load highest in Poland but four times higher per capita in Sweden and Finland
Källfördelningen av kväve och fosforbelast ningen -jordbruk över hälften avlopp ca 25 resp 40 % Gross load nitrogen BSR from human activities 10% 2% 8% Year 2000: 562 000 tonnes (Tot 822 000 incl backgr 260 000) HELCOM 2005 13% 0% agriculture 8% 59% Gross load phosphorus BSR from human activities 24% 4% 14% 2% 1% Year 2000: 29 000 tonnes (Tot 40 000 incl backgr 11 000) (HELCOM 2005) 55% forestry deposition priv ww industries munic ww fishfarms 0% agriculture forestry deposition priv ww industries munic ww fishfarms Jordbruk Privata avlopp Kommunala avlopp
Resulted in increased surplus and losses Input - Output Agricultural Sweden 140 Tot. input Artifiz. fertilizer In Sweden, from 1950 to 1980 the average use of artificial nitrogen fertilizers increased from 20 kg to 80 kg per N kg/ha N kg /h a 120 100 80 60 Output agric prod Surplus ha and year. 40 20 0 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 2000 Year
Primitivt jordbruk rovdrift på vad naturen byggt upp Svedjejordbruk Eero Järnefelt 1863-1937
följdes av slåtterjordbruket som dominerade till slutet av 1700-talet Det föränderliga odlingslandskapet Brusewitz & Emmelin
Matbrist ledde fram till det nya -växtföljdsjordbruket en agrar revolution baserad på lokala och förnyelsebara resurser Millions of people 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Swedish population 0 1750 1800 1850 1900 1950 2000 Year Sveriges befolkning ökade från 2 millioner till 7 millioner på 150 år innan konstgödsel och bekämpningsmedel infördes i jordbruket. Folkförsörjningen räddades genom Växtföljder med kvävefixerande vallbaljväxter Kretslopp med djur och egen stallgödsel på varje gård Ekologisk (då hästdriven) teknikutveckling Det är det som vi kan leva av också i framtiden efter olje piken om vi inte föröder vår jord
Vallodling och åker ökade på den forna ängsmarkens bekostnad Agricultural land in Sweden 6 5 4 Million ha 3 2 Pasture Field crops 1 Clocer/grass 0 1750 1800 1850 1900 1950 2000 Year Clover/grass Field crops Pasture
Vallar med klöver var den soldrivna naturresurs som ledde fram till en flerdubblad produktion Energi ur solens ljus Kväve ur luftens obegränsade förråd Mineraler ur jordens djup
Klöverns gröda blev djurens föda och kunde åkern göda
Odlingslandskapet förändrades genom skiftesreformen och växtföljder med vallar och djur på varje gård
Från växelbruk och kretslopp till specialisering
Ensidig spannmålsgård 150 100 50
Specialiserad djurhållning 200 N 50 N 150 N
Linjära flöden, näringsfattiga åkrar och övergödda hav 80 % av åkerns grödor blir foder till grisar, höns och kor vars gödselöverskott leder till algblomning bottendöd
Agricultural surplus of N / ha and year 00-02 139 75 79 78 56 56 12 25 2 200 615 14 349 1 014 1 988 2 362 2 427 Lithuania Estonia Poland Brandenburg Finland Sweden Denmark
Ökat hot mot Östersjön - de nya EU-länderna? Stora delar ännu extensivt Stor andel småskaligt jordbruk i Polen Stora arealer inte odlad mark I Lettland och Litauen. Risk för att de går samma väg som vi: separation, specialisering and intensivering Ökande näringsförluster till havet
BERAS projektet 2003-2006 20 partner från 8 länder Fallstudier av 48 typgårdar i Östersjöområdet Växtnäringsbalanser Läckage mätningar Energi och potentiell klimatpåverkan Konsumtion och miljöpåverkan Skolprojekt Startar nu omläggning av jordbruket i hela östersjöomr BERAS POLICY ACTION 2008-2011
Nitrogen surpluses in Swedish agriculture and BERAS-farms 2002-2004 N kg/ha and year 90 Leaching Denitrification. NH4-loss 80 70 60 22 Total Surplus 79 kg N 50 40 29 Total Surplus 36 kg N 30 20 10 28 Field surplus 22 7 0 Swedish farms 7 BERAS farms The results indicate 70 75 % lower leakage of nitrogen from BERAS-farms compared to the conventional agriculture.
Ecological Recycling Agriculture (ERA) The possible Solution
Exempel på en ekologisk kretsloppsgård (Ecological Recycling Agriculture / ERA Försöksgården Yttereneby Skilleby i Järna) Djurantalet är anpassad till foderproduktionen: 84 % för foderodling och 16 % för avsalu av odlingsarealen med en djurintensitet på 0,6 djurenheter per ha (0,6 AU/ha) vilket motsvarar genomsnittet för Sverige och Europa vid dagens animaliekonsumtion. Yttereneby and Skilleby 2003 Import---> Recycling Export Feed Herd: Milk Seed { 47 cows Meat products 39 heifers 10 calves 29 sheep 0,6 AU / ha Own feed>84% of the area 450 m 3 urine + 600 m 3 manure +dung/urine pasture Ley (grass land) 47% Bred grain 15% Pasture 21% Feed grain 15 % Biogas Veget. Root crops 1,5% 0,5% Bread grain Arable land ha Crop rotation Crop rotation 106 Year 1 Spring cerals + insowing Pasture 29 2 Ley I Vegetable - 3 Ley II root croops 2 4 Ley III Total 137 5 Winter cerals Natural pasture 25
Experimental plan from 1991 Main plot Treatments winter wheat F1 Not composted manure 12.5 ton ( 0 from 1995) F2 F3 25 ton 50 ton K1 Composted manure 12.5 ton ( 0 from 1995) K2 K3 Subplot (split plot) + 25 ton 50 ton BD preparation each plot each year - Without BD preparation
Skilleby Avrinningsområde: 22,6 ha Djurtäthet: 0,6 DE/ha Jordart: lera Fem-års-växtföljd: Vall 1 Vall 2 Vall 3 Höstvete Havre Skog 22%
Tre scenarier för EU-länderna runt Östersjön Kväve- och fosforöverskott kg/ha och år
Livsmedelskedjans klimatpåverkan i CO2 ekvivalenter CO2 equivalents /capita and year 1200 1000 800 600 400 200 0 CONV LOCECO VEGLOCECO Agriculture Processing Transports kg per capita och year Konventionell och mer vegetarisk lokal ekologisk konsumtion i Järna 300 200 100 0 Meat, Fish Milk products Garden prod Potato Bred and CONV 105 158 67 54 103 VEGLOCECO 26 199 139 23 103 CONV VEGLOCECO
Marken som kol sänka Soil Organic Carbon in Crop Rotation Kalkylerade och uppmätta värden för organiskt kol i marken på skifte 1 i det långliggande försöket på Skilleby försöksgård. Den uppmätta mängden ökade med 4450 kg C per ha (från 47 850 to 52 300 kg per ha) under 9 år. SOC kg/ha 10000 9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 FYM FYM FYM Ley 3 W.wheat Oat/Barley Ley 1 Ley 2 W.wheat Oat/Barley Ley 1 Ley 2 Ley 3 W.wheat
Livsmedelsproduktionens växthuseffekt i CO2 ekvivalenter 1200 CO2 kg per capita and year 1000 800 600 400 200 Carbon sink Agriculture Processing Transports 0 CONV LOCECO LOCECOHUM VEGLOCECOHUM
Matkassens klimatpåverkan kg CO2 ekv per capita och år 2500 2000 1500 1000 500 0 CONV ECO ECOHUM Reduction ECOHUMLOC ECOHUMLOCBG ECOHUMLOCBGVEG Defor - soildegr. Agriculture Processing Transports Reduc % 59 80 85 Biogas 89 98 CONV Konventionellt ECO Ekologiskt kretsloppsjordbruk ECOHUM Ekologiskt kretsloppsjordbruk inkl. humusuppbyggnad ECOHUMLOC Ekologiskt kretsloppsjordbruk inkl. humusuppb. och lokalproducerat ECOHUMLOCBG Ekologiskt kretsloppsjordbruk inkl. humusuppb. lokalproducerat och med biogas ECOHUMLOCBGVEG Ekologiskt kretsloppsjordbruk inkl. humusuppb. Lokalproduc. och mer vegeteriskt (70 % mindre kött)
Brist på näring i svensk brödsäd Publicerat SvD: 27 juli 2006 Svenskt vete är inte lika näringsrikt som förr. Utarmningen av svensk åkerjord anses ha gått så långt att skördarna riskerar att minska. Tester med traditionell NPK-gödsling (kväve, fosfor och kalium) avslöjar markant minskade kopparhalter på bara tio år. Fortsätter man som i dag och inte ersätter de mineraler som förs bort med skörd och naturlig urlakning kan jordarnas förråd av koppar, zink och molybden utarmas helt inom 100 år, visar SLUforskarnas resultat som nyligen redovisades vid Kungliga skogsoch lantbruksakademien. Det är näst intill omöjligt att täcka sitt behov av vitaminer och mineraler utan att samtidigt gå upp i vikt - anser Livsmedelsverkets expert.
Övergödning bakom näringsbrist Publicerat: 3 augusti 2006 Näringsfattiga jordar, näringsfattig föda, övergödda människor och ett övergött Östersjön har en gemensam orsak övergödningen av jordbruket med handelsgödsel och brutna kretslopp. Huvuddelen av det som odlas på åkern är djurfoder (fyra femtedelar). Spannmålen som odlas på de specialiserade växtodlingsgårdarna säljs till de specialiserade djurgårdarna som till en betydande del finns inom det så kallade animaliebältet i södra Sverige med för många djur, för mycket gödsel och störst näringsläckage. Överskottet av gödsel, och den allsidiga näring denna innehåller, blir till ett miljöproblem i stället för en återanvändbar resurs. Samtidigt utarmas markerna på spannmålsgårdarna allt mer.
Utarmning eller återcirkulering Cu Förändring av halten koppar (halveringstid 500 årutan recirkulering) 6,00 5,42 5,00 mg per kg kärna 4,00 3,00 2,00 3,57 3,12 4,06 1,00 0,00 1960-1970 1990-2000 NPK Biod.ecorec Bördighetsförsöken NPK 1) Bollerupförsöket 1997, 1998, 2006, 2007 2) 1) Kirchmann, 2006 2) Granstedt, 2008
Utarmning eller återcirkulering Zn Förändring halten zink (halveringstid 280 år utan recirkulering) 40,00 36,10 mg per kg kärna 35,00 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 31,90 25 31 5,00 0,00 1960-1970 1990-2000 NPK Biod.ecorec Bördighetsförsöken NPK 1) Bollerupförsöket 1997, 1998, 2006, 2007 2) 1) Kirchmann, 2006 2) Granstedt, 2008
Mineralämnesinnehåll i biodynamisk brödsäd jämfört med konventionell odling år 2007 och 2008. Mineralämnesinnehåll 6 gårdspar brödsäd från biodynamiskt kretsloppsjordbruk och konventionell odling 2006 och 2007 från fältförsök Bollerup Mo Na Cu Ca Cr Zn Mg P B Ni Al K Fe S P<=0,05 Mo Cu Zn Mg P N (Cd Cd N Pb -40-20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 % ekologiskt kretslopp/ konventionell
Protein sammansättning Relativ aminosyror höstvete Bollerup 30 25 20 15 10 5 0 % aminosyr av råprotein Prolin Glutaminsyra Ornitin Hydroxyprolin Metionin EA Histidin EA Lysin EA Cystin Treonin EA Tyrosin Alanin Isoleucin EA Glycin Arginin EA Valin EA Fenylalanin EA Asparaginsyra Serin Leucin EA Konv Biodyn
Aminosyror i procent av råprotein Bollerup försöksgård 2006 EAA Asparaginsyra Arginin EA Lysin EA Glycin Protein med högre biologiskt värde Alanin Treonin EA Leucin EA Valin EA Cystin Metionin EA Histidin EA Isoleucin EA Serin Hydroxyprolin Ornitin Fenylalanin EA Tyrosin Prolin Glutaminsyra -2-1,5-1 -0,5 0 0,5 1 1,5 2 Differens Biodynamisk - Konventionell
Vad påverkar näringsinnehållet Kretslopp med allsidig organisk gödsling Markens bördighet med hänsyn till jordmån och övriga brukningsåtgärder (bearbetning, växtföljd, vallodling ) Sorter och sortval
Den ekologiska kretsloppsgården Nibble gård Järna
Stiftelsen Biodynamiska Forskningsinstitutet Biodynamic Research Institute PRESSMEDDELANDE 30 september 2008 Ny studie om näringsämnena i vår mat Kretsloppsjordbruk ger mer mineraler än konventionellt jordbruk En ny jämförande studie visar att halterna av viktiga mineraler i en av våra vanligaste matråvaror, brödsäd, är betydligt högre vid kretsloppsbaserad ekologisk (dvs biodynamisk) odling med naturligt gödsel jämfört med konventionell odling med konstgödsel. För flera viktiga mineralämnen var halterna 15-30 procent högre och för två av de undersökta mineralerna var skillnaden över 50 procent. Samtidigt var halterna av skadliga tungmetaller lägre. Dessutom gav den biodynamiska odlingen högre halter av essentiella aminosyror och därmed mer högvärdigt protein.
Ekologiska kretslopp nödvändigt för jorden, maten, havet och. klimatet 57 N 22 N 36 N
Sammanfattning Ekologiska grundvillkor måst gälla för uthållig livsmedelsproduktion Vi kan lära av vår odlingshistoria vägen från förbrukarsamhälle till att skapa fruktbar jord Men också hur vi på kort tid kan förbruka vad naturen byggt upp Dagens konventionella brukningsmetoder med linjära flöden leder till resursförbrukning, övergödda hav, klimatförsämring, utarmade jordar och näringsfattig mat Den gröna jorden krymper samtidigt som vi blir allt fler den skall föda. Ett ekologiskt och biodynamiskt jordbruk baserat på kretslopp med organisk gödsel och mångsidiga växtföljder med baljväxtvallar kan återskapa bördig jord, skona havet, minska klimatbelastningen och ge näringsrik föda. En omläggning till ekologiskt kretsloppsjordbruk i hela Östersjöregionen skulle kunna rädda Östersjöns miljö
Referenser: Bai ZG, Dent DL, Olsson L and Schaepman ME 2008. Global assessment of land degradation and improvement 1: identification by remote sensing. Report 2008/01, FAO/ISRIC Rome/Wageningen (http://www.fao.org/newsroom/ Granstedt, A. 1992. Case studies on the flow and supply of nitrogen in alternative farming in Sweden. Biological Agriculture and Horticulture, vol. 9, 15 63. Granstedt, A. 1992. The potential for Swedish farms to eliminate the use of artificial fertilizers. American Journal of Alternative Agriculture, vol. 6, no. 3, 122 131. Washington University Granstedt, A., L-Baeckström, G. 2000. Studies of the preceding crop effect of leys in ecological agriculture. American Journal of Alternative Agriculture, vol. 15, no. 2, 68 78. Washington University. Granstedt, A. 2000. Increasing the efficiency of plant nutrient recycling within the agricultural system as a way of reducing the load to the environment experience from Sweden and Finland. Agriculture, Ecosystems & Environment 1570 (2000) 1 17. Elsevier Science B.V. Amsterdam. Granstedt, A. & Kjellenberg, L. 2008. Organic and biodynamic cultvation a possible way of increasing humus capital, improving soil fertility and be a significant carbon sink in Nordic conditions. Accepted for oral presentation at the Second Scientific ISOFAR Conference in Modena 18-20 June 2008. Granstedt, A., Seuri, P & Thomsson, O. 2008. Ecological Recycling Agriculture to Reduce Nutrient Pollution to the Baltic Sea. Journal Biological Agriculture and Horticulture, Submitted in September 2007. Kjellenberg, L. & Granstedt, A. 2005. The K-trial. A 33-years study of the connections between manuring, soils and crops. Biodynamic Research Institute, Järna, Sweden. (http://www.jdb.se/sbfi/publ/ktrial.pdf) Koepf, H; Pettersson, B. Schaumann W. 1976. Biodynamic Agriculture, An Introduction. The Anthroposofic Press. Spring Valley. New York. Mäder, P., Fliessbach, A.,Dubois D., Gunst L., Fried P. & Niggli, U. 2002. Soil Fertility and Biodiversity in Organic. Farming. Science VOL 296 pp 1592-1597. 2008-10-01 10/1/2008 AG
I Mineralisk II Organisk III Biodynamisk 3. Hög 2. Medel Men även växtfysiologiska skillnader 1. Låg gödsling Mer lagrings 3. Hög dugliga 2. Medel 3. Låg gödsling
Och morfologiska skillnader -i växtsätt och formbildande förmåga
Biokristallisation Potatis Biodynamisk
Biokrystallisationsbilleder der illustrerer en ordnet krystalstruktur och meget uordnet: Beutelsbacher Æblesaft (tv) COOP Xtra Æblejuice (th) (J.O.Anderssen 2007)